ROBOTIQUE INDUSTRIELLE ET CONTRÔLE D'AXES

La technologie en robotique industrielle est en évolution permanente. Une des conséquences qui résulte de cet état de fait en est que les coûts d'une installation robotisée deviennent de plus en plus abordables et permettent à un nombre accru d'entreprise d'investir dans ces outils industriels, comme le montrent les tendances économiques en robotique industrielle.

La variété des applications robotisées industrielles est immense, du très simple au très complexe et les applications de robotique parmi les plus exigeantes et parmi les plus contraignantes nécessitent parfois d'accroître encore cette complexité en associant un système numérique de vision à un robot.

Une des nombreuses particularités de la robotique est qu'un roboticien doit tout à la fois maîtriser des connaissances multiples en mécanique, en géométrie, en programmation ( contrôleurs des robots, automates programmables industriels, systèmes de vision artificielle, interfaces homme-machine, réseaux de communication performants ) et bien évidemment en contrôle d'axes, en régulation de vitesse et en régulation de position.

Pour vous aider à vous y retrouver, voici quelques ressources sur les connaissances technologiques de base, des éléments sur la technologie des robots, des outils logiciels pour la conception de vos applications robotisées, la modélisation et la simulation des mouvements, des informations économiques sur le marché et les tendances en robotique industrielle, des initiatives ou des projets internationaux de développement de robots à destination de l'industrie, ou encore des projets de recherche.

Et bien sur, si vous avez des besoins, une surcharge de travail, ou tout simplement des conseils à demander, vous pouvez toujours faire appel en sous-traitance aux services d'un roboticien indépendant !

• Introduction à la Robotique ( ).

  Bernard Bayle présente les connaissances de base nécessaires en géométrie ( transformations et opérations de rotations ), en cinématique directe et inverse, sur les bras manipulateurs et leur modélisation. Finalement il décrit les robots SCARA ( bras sélectif pour l'assemblage robotisé ) en utilisant un exemple concret.

  Bernard BAYLE [ Archives ]

Ce livre numérique présente très clairement les concepts fondamentaux sur lesquels repose la conception des robots destinés au secteur manufacturier.

• Le premier chapitre concerne la structure générale d'un robot, ses différents sous-ensembles et les morphologies rencontrées, avec les différents degrés de liberté possibles.
• Le second chapitre porte sur la modélisation géométrique et la commande de position, avec des rappels mathématiques ( orientation relative d'un corps, changements multiples de repères par exemple ).
• Le troisième chapitre décrit les bases de la programmation des robots, la méthodologie à employer, et les caractéristiques principales des différents langages de programmation.
• Le quatrième chapitre traite de l'interaction des robots avec leur environnement au travers de capteurs ( extéroceptifs, intégrés, sensoriels ) et de systèmes de vision numérique.
• En annexe, vous trouverez la modélisation géométrique détaillée de deux robots industriels. Chaque modélisation est accompagnée de la description mécanique du robot, suivie par la présentation de son système de commande et des logiciels le pilotant.

Dr Hocine HAMDI - Université de Constantine.

Th. HORSCH présente une synthèse claire sur les robots industriels avec une introduction à la mécanique et une présentation des différents types de commande de mouvement.

S'y ajoute un résumé détaillé portant sur les principales méthodes mathématiques utilisées pour décrire la position et la direction relativement à un système particulier, dans le but de décrire l'espace et ses transformations.

Ensuite, l'auteur développe les connaissances de base en cinématique directe ou inverse et comment générer une trajectoire, dans l'espace des articulations ou dans l'espace cartésien, de manière synchrone ou asynchrone, avec les fondamentaux sur les calculs d'interpolation basés sur les courbes de Bézier.

Le tout est agrémenté de considérations relatives aux langages de programmation utilisés en robotique.

Th. HORSCH - FH Darmstadt

Summer term 2000.

• Cinématique des systèmes dynamique. ( )

  Rappels de mathématiques, cinématique, cinétique, mécanique des milieux continus déformables.

  André PERRENOUD - http://iai.heig-vd.ch

  Institut d'Automatisation Industrielle.

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• Introduction à la Physique. ( )

  Rappels sur les notions de position, de déplacements, de vitesses, d'accélérations, de trajectoires, de mouvements circulaires ou rectilignes accélérés ou linéaires.

  André PERRENOUD - http://iai.heig-vd.ch

  Institut d'Automatisation Industrielle ( IAI ).

PARALLEMIC est un centre de ressources et d'informations spécialisé sur les systèmes mécaniques parallèles, sur les plateformes de Stewart et sur les cinématiques parallèles.

• Éléments généraux sur les systèmes parallèles.
• Théories sur les systèmes à cinématique parallèle.
• Laboratoires travaillant sur les systèmes parallèles en France.
• Centre de R & D travaillant sur les systèmes parallèles en France.

• Logiciels.
• Articles.
• Théorie.

• Terminologie  .

Ilian BONEV and Luc ROLLAND

www.parallemic.org

Plus généralement, vous pouvez visitez les cours de robotique et de production automatisée de l'école de technologie supérieure de l'université du Québec ( Robotique industrielle, automatismes programmables, vision artificielle. )

Certains cours vous proposent des documents à télécharger librement.

[ Archives ]

Cet ensemble logiciel complet très performant - il repose en partie sur des techniques d'intelligence artificielle - et particulièrement économique est destiné à la conception, à la modélisation, au développement, à la programmation, à l'interfaçage et à la simulation d'applications robotisées. Cet interface de programmation génère des applications qui intègrent tout à la fois une application de robot en 4D ( trois dimensions d'espace et une pour le mouvement ), une application de mesure tridimensionnelle et une application de vision artificielle en 3D qui peuvent être connectées à distance et accédées via des terminaux mobiles tels qu'une tablette ou un smartphone par exemple.

La collection est composée de plusieurs logiciels :

• Un logiciel de CAO 3D pour la modélisation de pièces en trois dimensions.
• Un logiciel de CAO robotique et de simulation.
• Un logiciel de maillage 3D / éléments finis.

• Un logiciel de traitement de relevés de points et de rétro-conception.
• Un logiciel d'interfaçage et de communication pour bon nombre de systèmes robotisés du marché.
• Un logiciel qui vous permet de contrôler un système par synthèse vocale.

Des librairies de codes sources métier de qualité écrits en langage C et C++ sont disponibles afin de vous permettre de développer vous mêmes vos propres applications de CAO robotique, de modélisation et de simulation 4D, de traitement de relevés de points, de traitement et de visualisation d'images numériques ou pour comparer des ensembles de mesures.

La société fournit également des services personnalisés dans le cadre de son laboratoire de recherche et de développement en intelligence artificielle.

Tous ces services et produits sont délivrés par ELAN PROJET R & D, une jeune start-up performante et innovante spécialisée en modélisation de robots et dans les systèmes dédiés à la robotique. L'établissement invite toute société intéressée à une démonstration de ce programme. Pour information, cet éditeur propose aussi un logiciel de simulation, de modélisation et d'exploitation de systèmes médicaux.

ELAN PROJET R & D - http://elan.projet.online.fr/

Le but de la Fédération Internationale de la Robotique est de promouvoir la recherche, le développement, l'utilisation et la coopération internationale de tous les domaines de la robotique en servant de point central aux organisations et aux instances gouvernementales dans leurs activités relatives à la robotique. Vous trouverez sur son site des informations concernant la robotique industrielle, la robotique de service, la recherche en robotique et la standardisation.

Vous y découvrirez en particulier les statistiques économiques mondiales en robotique industrielle pour l'année précédente, que vous pouvez télécharger ( au format .pdf ). La Fédération vous propose aussi un agréable aperçu sur l'histoire des robots industriels « de la première installation à aujourd'hui ».

www.ifr.org

D'une part, l'Union Européenne a constaté le potentiel extrêmement créatif et le grand nombre de solutions performantes et de très haute technologie ( produits ou services ) élaborées par de petites et moyennes entreprises européennes impliquées dans le domaine de la robotique, solutions elles-mêmes destinées à des secteurs d'activité très variés.

D'autre part, elle a pu constaté que beaucoup de ces petites sociétés éprouvaient des difficultés à concrétiser la production et la commercialisation de leurs idées.

En partant de ce constat, l'Union a décidé de financer l' ESMERA ( les applications robotisées des PME Européennes ), un projet Européen dont le but est de soutenir ces entreprises en les aidant à consolider et à accélérer la concrétisation de leurs idées vers le marché ( le projet se définit lui-même comme un « accélérateur d'innovations » dans le secteur de la robotique Européenne ).

Cette initiative Européenne soutient les sociétés en les aidant à tester et à promouvoir leurs idées, en les aidant à estimer correctement le marché potentiel, en les aidant à construire leur proposition commerciale en accord avec ce marché, en les aidant à estimer, à définir et à dimensionner leur production, et finalement en les aidant dans leur promotion commerciale.

Chaque cycle d'innovation promu par ce projet d'aide au développement constitue un ensemble de défis robotiques à relever du point de vue technologique.

• Des utilisateurs proposent directement à l'ESMERA un défi à relever en robotique, ou bien ils proposent directement un défi à un candidat qui se charge de le soumettre lui-même à l'équipe du projet.
• Ces défis doivent correspondre à des besoins bien réels qui n'ont pas du tout de solution robotisée existante, même partielle.
• Le secteur d'activité de l'utilisation et le domaine d'applications ne sont pas limités ( voir la liste des défis robotiques pour chaque catégorie d'usage en 2020 ).

  Il peut s'agir d'industries manufacturières, d'industries agro-alimentaires, d'applications dans le domaine de la santé, d'applications de protection civile, d'applications répondant à des situations d'urgence, d'applications agricoles, d'applications pour la construction de bâtiments, d'applications de logistique, de gestion de l'énergie et n'importe quoi d'autre …

• Il n'y a aucune contrainte vis à vis des solutions matérielles envisagées.

  Cependant, les candidats sont fortement encouragés à développer des solutions relatives à des technologies comme - par exemple - la collaboration homme-robot, les plateformes mobiles, les véhicules automatiques, n'importe quelle nouvelle interface hommes-robots novatrice, la réalité virtuelle ou augmentée …

• Chaque entreprise ou groupe d'entreprise se porte candidat pour relever un défi en proposant des solutions innovantes, dans le cadre d'une activité de recherche et de développement.
• En suivant un protocole bien défini, les candidats sélectionnés développent leur concept, démontrent sa viabilité, développent le modèle économique, industriel etc … en collaboration avec une équipe d'utilisateurs finaux ( des entreprises ), tout en bénéficiant du support de cette structure Européenne.
• Au terme du cycle, chaque candidat finaliste recevra une dotation totale d'au maximum 200 000 €.

Historique de ce projet Européen

• Le projet a débuté au mois de Janvier 2018.
• Le premier cycle s'est déroulé du mois d'Août 2018 jusqu'au mois de Décembre 2020.

  16 candidatures ont été sélectionnées pour la phase I ; 8 d'entre elles ont été retenues pour la phase II.

• Le second cycle a démarré au mois de Mai 2020 et devrait se terminer au mois de Décembre 2021.

  20 candidatures ont été sélectionnées pour la phase I ; 10 d'entre elles seront retenues pour la phase II.

Déroulement d'un cycle d'innovation

• Sélection des défis.

  L'organisation établit une sélection des propositions déposées par des utilisateurs finaux, avec comme premier critère une bonne adéquation de ces propositions au domaine de la robotique.

  • L'ESMERA lance un appel à proposition de solutions destiné à de petites ou à de moyennes entreprises actrices dans le monde de la robotique et fortement impliquées en recherche et développement.
  • L'ESMERA lance simultanément un appel à collaboration vers des utilisateurs finaux potentiels, en vue de participer au déroulement de la phase I ( preuves de faisabilité ) et de la phase II ( développement du modèle économique et industriel ).

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• Candidature.
  • Les entreprises candidates peuvent être des PME solitaires, ou peuvent consister en un regroupement d'un maximum de 10 PME partenaires.
  • Les candidats doivent faire preuve d'une activité certaine en recherche et en développement, tant en robotique qu'en automatique en général.
  • Les candidats soumettent leur candidature et proposent les solutions robotiques qu'ils ont imaginées en réponse au défi.

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• Phase préparatoire.
  • Éligibilité

    Les candidatures sont examinées et déclarées éligibles ou non au processus d'évaluation.

  • Évaluation des candidatures.

    Chaque projet éligible est évalué et noté par un comité d'experts indépendants selon des critères de qualité scientifique, d'impact attendu et de qualité du plan de développement.

  • Sélection des candidatures pour la participation à la phase I.

    Les 20 meilleures expérimentations de la phase préparatoire sont retenues. Les candidats sélectionnés reçoivent une première dotation de 75 000 € et peuvent commencer la phase I.

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• Expérimentations phase I - Preuves de faisabilité ( environ 9 mois ).

  L'ESMERA fournit le financement, l'assistance technique, l'encadrement commercial et la formation requise pour développer ces expériences.

  • Expérimentation et développement d'une unité pilote, démonstration de la viabilité du concept et de la faisabilité du produit ou du service, en collaboration avec un ensemble d'entreprises utilisatrices volontaires.
  • Sélection des candidatures pour la participation à la phase II.

    Les 10 meilleures candidatures de la phase I sont retenues. Elles reçoivent une seconde dotation de 125 000 € et peuvent commencer la phase II.

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• Expérimentations phase II - Modélisation et développement économique, industriel et commercial. ( environ 9 mois ).
  • Cette phase se déroule en collaboration avec une nouveau groupe d'entreprises utilisatrices.
  • Il s'agit là de développer les aspects économiques, industriels et commerciaux de façon viable et d'un point de vue pragmatique, le but final étant de maximiser les chances de réussite.

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• Finale - Les 10 entreprises retenues présentent le fruit de leurs travaux.

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Ensuite, l'ESMERA peut éventuellement conseiller les PME finalistes dans le développement de leur activité en exerçant une sorte de tutorat.

Quid du futur ?

Bravo à cette initiative Européenne, bravo à toute l'équipe de l''ESMERA, bravo à toutes les petites et moyennes entreprises et à tous les participants.

Cependant, ce projet d'aide à l'innovation est prévu pour seulement deux cycles ( le second est en cours ).

Eu égard à l'intérêt de cette idée, à ses retombées potentielles et à ses implications à long terme, ne serait-il pas judicieux qu'elle puisse se renouveler d'une façon ou d'une autre, peut être même - il n'est pas encore interdit de rêver ( … quoique … ) - avec des objectifs plus ambitieux ?

Et de profiter de ces résultats positifs en commençant à construire une stratégie visant à l'autonomie et à l'indépendance industrielles autant que technologiques de l'Europe ?

ESMERA - https://vmknoll42.in.tum.de/welcome/

SYR est le premier écorobot du monde.

Il est construit uniquement à partir de matériaux de récupération fournis par tout un chacun.

L'objectif du projet ( en cours de développement ) est de fournir aux passionnés de robotique et d'intelligence artificielle une plateforme de test ( un robot réel ) accessible par internet, pour leur permettre de tester de nouveaux algorithmes ( contrôle, reconnaissance de formes, IA etc … ) « in vivo » et en totale interaction.

Entreprises, industriels et particuliers, l'équipe de développement du robot SYR ( Yves GUFFLET - spécialiste en intelligence artificielle, Thomas PARTIOT - ingénieur électronicien - et Pascal BOUCHER - mécanicien ) a besoin de vous.

Vous pouvez participer à ce projet très ambitieux de robotique écologique en fournissant les équipements informatiques dont vous voulez vous séparer ( plutôt que de les jeter à la poubelle ), ou ( et ) en participant directement et activement à son développement.

Yves GUFFLET [ Archives ].

Tant que cette rubrique n'est pas terminée, vous pouvez visiter le site de l'ASPCR - L'association américaine de prévention contre la maltraitance des robots   !

www.aspcr.com